CN112514534B - 陶瓷加热器 - Google Patents

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Abstract

陶瓷加热器(10)具备内置有外周侧电阻发热体(24)的陶瓷板(20)、以及利用前端的测温部(50a)测定外周侧区域(Z2)的温度的外周侧热电偶(50)。外周侧电阻发热体(24)从设置于陶瓷板(20)的中央部的一对端子(24a、24b)的一方伸出至圆环状的外周侧区域(Z2),在外周侧区域(Z2)中在多个折回部(24c)折回并布线之后,到达一对端子(24a、24b)的另一方。测温部(50a)配置于外周侧区域(Z2)中除了外周侧电阻发热体(24)的折回部(24c)彼此相对的部分(25)以外的位置。

Description

陶瓷加热器
技术领域
本发明涉及一种陶瓷加热器。
背景技术
一直以来,作为陶瓷加热器,已知在具有晶片载置面的圆盘状陶瓷板的内周侧和外周侧各自独立地埋入有电阻发热体的被称为双区加热器的陶瓷加热器(例如专利文献1)。具体而言,将陶瓷板的内周侧的温度用内周侧热电偶进行测定,并且将外周侧的温度用外周侧热电偶进行测定,控制来自各电阻发热体的发热以使陶瓷板的整体成为目标温度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5501467号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1中,有时通过外周侧热电偶测得的温度与实际的外周侧的温度不一致。
本发明是为了解决这样的课题而提出的,其主要目的在于精度良好地测定外周侧区域的温度。
用于解决课题的方法
本发明的陶瓷加热器具备:
圆盘状的陶瓷板,其具有晶片载置面;
外周侧电阻发热体,其内置于上述陶瓷板,且形状为从设置于上述陶瓷板的中央部的一对端子的一方伸出至上述陶瓷板的圆环状的外周侧区域,在上述外周侧区域中在多个折回部折回并布线之后,到达上述一对端子的另一方;以及
外周侧热电偶,其利用前端的测温部测定上述外周侧区域的温度,
从上述晶片载置面观察上述陶瓷板时,上述测温部配置于上述外周侧区域中除了上述外周侧电阻发热体的上述折回部彼此相对的部分以外的位置。
该陶瓷加热器中,在外周侧区域中外周侧电阻发热体的折回部彼此相对的部分由于不存在外周侧电阻发热体,因此易于成为特异点。因此,本发明中,在外周侧区域中除了该特异点以外的位置配置外周侧热电偶的测温部。由此,外周侧热电偶的测温部能够精度良好地测定外周侧区域的温度。
在本发明的陶瓷加热器中,上述外周侧区域可以通过将上述陶瓷板的中心与上述外周侧电阻发热体的多个上述折回部分别连结的线段而分割成多个扇区域,配置上述测温部的位置设置于上述扇区域内。这样的扇区域内更难以受到特异点的影响。因此,外周侧热电偶的测温部能够精度更良好地测定外周侧区域的温度。
在本发明的陶瓷加热器中,从上述晶片载置面观察上述陶瓷板时,配置上述测温部的位置可以设置于上述外周侧电阻发热体的宽度中。这样的话,能够利用外周侧热电偶的测温部响应良好地检测外周侧电阻发热体的温度变化。另外,所谓“外周侧电阻发热体的宽度中”,例如在外周侧电阻发热体为线圈形状的情况下,是指该线圈的宽度中,在外周侧电阻发热体为面状的情况下,是指该面中,在外周侧电阻发热体为网眼形状的情况下,是指该网眼的线料的宽度中。
本发明的陶瓷加热器可以具备热电偶通路,所述热电偶通路在上述陶瓷板的内部与上述晶片载置面平行地设置,从上述陶瓷板的中央部中在与上述晶片载置面相反侧的面开口的插入口到达上述陶瓷板的外周面之前的末端位置。可以是上述末端位置为配置上述外周侧热电偶的测温部的位置,上述热电偶通路的高度从上述插入口至上述末端位置为止是固定的,对于上述热电偶通路的宽度,从上述插入口至上述末端位置之前的第1中间位置为止为固定的宽度W1,从上述第1中间位置至比该第1中间位置更深的第2中间位置为止,宽度随着锥面逐渐变窄,从上述第2中间位置至上述末端位置为止为固定的宽度W2(<W1)。在将外周侧热电偶的测温部引导至末端位置时,利用热电偶通路的高度逐渐变化的锥面的情况下,如果测温部由于重力而下垂,则有时会与该锥面抵接而不能顺畅地活动。然而,在此,利用热电偶通路的高度为固定且宽度逐渐变化的锥面,因此能够将测温部一边用锥面引导一边顺畅地导入至末端位置。此时,宽度W2优选为上述外周侧热电偶的外径d的1.2倍以上2.2倍以下。这样的话,能够在热电偶通路的末端位置宽松地保持外周侧热电偶的测温部。此外,上述末端位置也可以设置于上述外周侧电阻发热体的宽度中。在该情况下,如果使外周侧热电偶的测温部与热电偶通路的末端位置一致,则能够利用外周侧热电偶的测温部响应良好地检测外周侧电阻发热体的温度变化。
在本发明的陶瓷加热器中,上述热电偶通路可以为截面大致四边形的通路,上述通路的顶面与侧面的边界部是曲率半径为0.5mm以上的R面。这样的话,能够抑制陶瓷板以顶面与侧面的边界部作为起点而产生开裂。
在本发明的陶瓷加热器中,上述热电偶通路的顶面可以在从上述插入口至上述末端位置的中途具有倾斜状的台阶,上述顶面中从上述插入口至上述台阶为止的深度比从上述台阶至上述末端位置为止的深度深。这样的话,能够利用热电偶引导件将外周侧热电偶顺畅地插入至热电偶通路。另外,上述顶面与上述末端位置的立壁的边界也可以成为倾斜面。
在本发明的陶瓷加热器中,上述外周侧热电偶的测温部可以为凸状曲面,上述热电偶通路的末端面中与上述外周侧热电偶的测温部接触的部分可以为凹状曲面。这样的话,外周侧热电偶的测温部与所期望的测定点即热电偶插入用长孔的末端面进行面接触或者以与其接近的状态进行接触,因此测温精度提高。
在本发明的陶瓷加热器中,上述热电偶通路与上述一对端子各自的间隔可以为2mm以上。这样的话,能够防止热电偶通路与一对端子各自之间过窄而陶瓷板产生开裂。
在本发明的陶瓷加热器中,上述热电偶通路的上述插入口侧的壁可以从上述陶瓷板中与上述晶片载置面相反侧的背面朝向上述热电偶通路的内部弯曲。这样的话,即使不使用热电偶引导件,也能够利用插入口侧的弯曲的壁而将外周侧热电偶顺畅地插入至热电偶通路中。
另外,本发明的陶瓷加热器可以具备内置于上述陶瓷板的内周侧电阻发热体、以及利用前端的测温部测定内周侧区域的温度的内周侧热电偶,所述内周侧电阻发热体的形状为:从设置于上述陶瓷板的中央部的一对端子的一方出发,在上述陶瓷板的圆形状的内周侧区域中在多个折回部折回并布线之后,到达上述一对端子的另一方。在该情况下,内周侧热电偶的测温部优选配置于除了内周侧电阻发热体的折回部分彼此相对的部分以外的位置。此外,从晶片载置面观察陶瓷板时,配置内周侧热电偶的测温部的位置优选设置于内周侧电阻发热体的宽度中。
附图说明
图1为陶瓷加热器10的立体图。
图2为陶瓷加热器10的纵截面图。
图3为将陶瓷板20沿着电阻发热体22、24水平地切断并从上方观察时的截面图。
图4为将陶瓷板20沿着热电偶通路26水平地切断并从上方观察时的截面图。
图5为陶瓷板20的制造工序图。
图6为设置于上侧板P1的通路用槽27的立体图。
图7为设置有另一例的通路用槽27的上侧板P1的背面图。
图8为图7的A-A截面图。
图9为图7的B-B截面图。
图10为插入至热电偶通路26的外周侧热电偶50的测温部50a的另一例的俯视图。
图11为插入至热电偶通路26的外周侧热电偶50的测温部50a的另一例的俯视图。
图12为表示热电偶通路26与端子24a、24b的间隔G的说明图。
图13为热电偶通路26的另一例的说明图。
具体实施方式
一边参照附图一边在以下说明本发明的优选实施方式。图1为陶瓷加热器10的立体图,图2为陶瓷加热器10的纵截面图(将陶瓷加热器10以包含中心轴的面切断时的截面图),图3为陶瓷板20沿着电阻发热体22、24水平地切断并从上方观察时的截面图,图4为将陶瓷板20沿着热电偶通路26水平地切断并从上方观察时的截面图。图3和图4表示实质上从晶片载置面20a观察陶瓷板20时的样子。另外,在图3和图4中,省略了表示切断面的阴影。此外,图4中,为了方便说明,用虚线表示电阻发热体22、24。
陶瓷加热器10用于将实施蚀刻、CVD等处理的晶片进行加热,设置于未图示的真空室内。该陶瓷加热器10具备:具有晶片载置面20a的圆盘状的陶瓷板20、以及接合于陶瓷板20的与晶片载置面20a相反侧的面(背面)20b的筒状轴40。
陶瓷板20为由氮化铝、氧化铝等所代表的陶瓷形成的圆盘状的板。陶瓷板20通过与陶瓷板20同心圆状的假想边界20c(参照图3)而分成小圆形的内周侧区域Z1和圆环状的外周侧区域Z2。在陶瓷板20的内周侧区域Z1埋设有内周侧电阻发热体22,在外周侧区域Z2埋设有外周侧电阻发热体24。两个电阻发热体22、24例如由将钼、钨或碳化钨作为主成分的线圈来构成。如图2所示那样,陶瓷板20通过将上侧板P1和比该上侧板P1薄的下侧板P2进行面接合来制作,对于这一点进行后述。
如图3所示,内周侧电阻发热体22如下形成:从配设于陶瓷板20的中央部的一对端子22a、22b的一方开始,以一笔画的要领在多个折回部折回并布线于内周侧区域Z1的几乎整个区域之后,到达一对端子22a、22b的另一方。
如图3所示,外周侧电阻发热体24如下形成:从配设于陶瓷板20的中央部的一对端子24a、24b的一方开始,以一笔画的要领在多个折回部24c折回并布线于外周侧区域Z2的几乎整个区域之后,到达一对端子24a、24b的另一方。
如图2所示,在陶瓷板20的内部,沿着陶瓷板20的半径方向与晶片载置面20a平行地设置有热电偶通路26。热电偶通路26为从陶瓷板20中央侧的背面20b中的用于插通外周侧热电偶50的插入口26a,到达陶瓷板20的外周面之前的末端位置26d的通路。末端位置26d为配置设置于外周侧热电偶50前端的测温部50a的位置。如图3和图4所示,从晶片载置面20a观察陶瓷板20时,末端位置26d可设定于外周侧区域Z2中除了外周侧电阻发热体24的折回部24c彼此相对的部分25(图3和图4的单点划线的圆)以外的位置。在此,外周侧区域Z2通过将陶瓷板20的中心与外周侧电阻发热体24的多个折回部24c分别连结的线段而分割成多个扇区域Z21~Z24(图3和图4的阴影部分)。末端位置26d设置于多个扇区域Z21~Z24的任一者(本实施方式中扇区域Z21)的内侧,如图4的局部放大图所示那样,以处于形成外周侧电阻发热体24的线圈的宽度中的方式设置。
热电偶通路26的高度从插入口26a至末端位置26d为止是固定的。另一方面,对于热电偶通路26的宽度,如图4所示那样,从插入口26a至末端位置26d之前的第1中间位置26b为止为固定的宽度W1,从第1中间位置26b至比第1中间位置26b更深的第2中间位置26c为止,宽度随着锥面逐渐变窄,从第2中间位置26c至末端位置26d为止为固定的宽度W2(<W1)。宽度W2优选设定为外周侧热电偶50的外径d的1.2倍以上2.2倍以下。这样的话,能够在末端位置26d宽松地保持测温部50a。例如,在陶瓷板20的外径为约300mm,外周侧热电偶50的外径d为1mm的情况下,可以将高度设为2~3mm(例如2.0mm或2.75mm),将W1设为3~3.5mm(例如3.2mm),将W2设为1.4~2.4mm(例如2.0mm)。此外,可以将从第1中间位置26b至第2中间位置26c的距离设为10mm,将从第2中间位置26c至末端位置26d的距离设为10mm。此外,为了使外周侧热电偶50的测温部50a顺畅地到达至热电偶通路26的末端位置26d,优选将从第1中间位置26b至第2中间位置26c的锥面的锥度θ设为2°以上5°以下,更优选设为3°以上4°以下(例如3.4°)。
如图2所示,在陶瓷板20的背面中,内部具有引导孔32a的管状的热电偶引导件32安装于热电偶通路26的插入口26a。热电偶引导件32形成从上下方向弯曲而变化成朝向水平方向的L字状,水平部分安装于插入口26a中。热电偶引导件32由不锈钢、陶瓷等来形成。将热电偶引导件32安装于插入口26a的方法能够采用例如,扩散接合、钎焊、螺丝固定等,也可以不特别进行接合而仅嵌入。
筒状轴40与陶瓷板20相同地由氮化铝、氧化铝等所代表的陶瓷来形成。该筒状轴40的上端扩散接合于陶瓷板20,下端如图2所示那样借助O型圈47气密地连接至支撑台46。在筒状轴40的内部配置有分别与内周侧电阻发热体22的一对端子22a、22b连接的供电棒42a、42b、分别与外周侧电阻发热体24的一对端子24a、24b连接的供电棒44a、44b。供电棒42a、42b、44a、44b沿上下方向贯通支撑台46。在筒状轴40的内部还配置有:用于测定陶瓷板20的中央附近的温度的内周侧热电偶48、用于测定陶瓷板20的外周附近的温度的外周侧热电偶50。内周侧热电偶48沿上下方向贯通支撑台46并插入至设置于陶瓷板20的背面中央的凹部,前端的测温部48a与陶瓷板20接触。外周侧热电偶50为铠装热电偶,沿上下方向贯通支撑台46并穿过热电偶引导件32的引导孔32a和热电偶通路26,并且前端的测温部50a到达热电偶通路26的末端位置26d。该外周侧热电偶50在筒状轴40的内部沿上下方向延伸,但因热电偶引导件32而被弯曲,在热电偶通路26的内部是沿水平方向延伸。
接下来,对于陶瓷加热器10的制造例进行说明。如图5所示,通过将上侧板P1和比该上侧板P1薄的下侧板P2进行面接合来制作陶瓷板20。上侧板P1在内周侧区域Z1内置有内周侧电阻发热体22,在外周侧区域Z2内置有外周侧电阻发热体24,背面具有通路用槽27。通路用槽27通过将平坦的下侧板P2与上侧板P1的背面进行面接合而成为热电偶通路26。因此,通路用槽27的深度和宽度以与上述热电偶通路26相同的方式形成。图6为将上侧板P1的背面朝上时的通路用槽27的立体图。通路用槽27为截面大致四边形的槽,通路用槽27的两侧的角部27a为以具有预定的曲率半径(优选为0.5mm以上,例如1mm)的方式进行R倒角。因此,热电偶通路26的上表面(顶棚)的角部也进行R倒角。在下侧板P2中预先形成热电偶通路26的插入口26a。
接着,从陶瓷板20的背面朝着内周侧电阻发热体22的各端子22a、22b和外周侧电阻发热体24的各端子24a、24b开孔,以使各端子在孔内露出。此外,在陶瓷板20的背面中央形成用于插入内周侧热电偶48的凹部。而且,向插入口26a中嵌入热电偶引导件32。接着,在陶瓷板20的中央定位筒状轴40。而且,在该状态下,将热电偶引导件32和筒状轴40扩散接合于陶瓷板20。由于这些构件都是相同材料,因此能够利用1个步骤来进行全部的扩散接合。另外,也可以在将热电偶引导件32嵌入至插入口26a之前,将陶瓷板20与筒状轴40进行扩散接合,然后将热电偶引导件32嵌入至插入口26a。
然后,在筒状轴40的内部,将各供电棒42a、42b、44a、44b连接至各端子22a、22b、24a、24b,将内周侧热电偶48的测温部48a插入至陶瓷板20的凹部。此外,将外周侧热电偶50的测温部从热电偶引导件32的引导孔32a插入至热电偶通路26,使其到达热电偶通路26的末端位置26d。在此,外周侧热电偶50沿着引导孔32a从上下方向弯曲而变化成朝向水平方向,进入热电偶通路26,穿过宽的宽度W1的部分,并被锥面引导而被导入至窄的宽度W2的部分。由此,外周侧热电偶50的前端的测温部50a到达末端位置26d。
接下来,对于陶瓷加热器10的使用例进行说明。首先,在未图示的真空室内设置陶瓷加热器10,在该陶瓷加热器10的晶片载置面20a载置晶片。而且,以使通过内周侧热电偶48检测到的温度成为预先设定的内周侧目标温度的方式调整供给至内周侧电阻发热体22的电流,并且以使通过外周侧热电偶50检测到的温度成为预先设定的外周侧目标温度的方式调整供给至外周侧电阻发热体24的电流。由此,将晶片的温度控制成所期望的温度。而且,将真空室内设定为真空气氛或减压气氛,使真空室内产生等离子体,利用该等离子体对于晶片实施CVD成膜,或实施蚀刻。
在以上说明的本实施方式的陶瓷加热器10中,外周侧区域Z2中外周侧电阻发热体24的折回部24c彼此相对的部分25由于不存在外周侧电阻发热体24,因此易于成为特异点。因此,在外周侧区域Z2中除了该部分25以外的位置配置外周侧热电偶50的测温部50a。由此,外周侧热电偶50的测温部50a能够精度良好地测定外周侧区域Z2的温度。
此外,外周侧区域Z2通过将陶瓷板20的中心与外周侧电阻发热体24的多个折回部24c分别连结的线段而分割成多个扇区域Z21~Z24。配置测温部50a的位置设置于多个扇区域Z21~Z24的任一者(本实施方式中扇区域Z21)的内侧。这样的扇区域Z21~Z24的内侧更难以受到特异点的影响。因此,外周侧热电偶50的测温部50a能够精度更良好地测定外周侧区域Z2的温度。
进一步,从晶片载置面20a观察陶瓷板20时,配置测温部50a的位置设置于外周侧电阻发热体24的线圈的宽度中。因此,能够利用外周侧热电偶50的测温部50a响应良好地检测外周侧电阻发热体24的温度变化。
进一步,将外周侧热电偶50的测温部50a从热电偶通路26的插入口26a引导至末端位置26d时,在利用热电偶通路26的高度逐渐变化的锥面的情况下,如果测温部50a由于重力而下垂,则有时会与该锥面抵接而不能顺畅地活动。然而,本实施方式中,热电偶通路26利用高度为固定且宽度逐渐变化的锥面,因此能够将测温部50a一边用锥面引导一边顺畅地导入至末端位置26d。
而且,由于将宽度W2设为外周侧热电偶的外径d的1.2倍以上2.2倍以下,因此能够在热电偶通路26的末端位置26d宽松地保持外周侧热电偶50的测温部50a。
而且,由于热电偶通路26的上表面(顶棚)的角部被R倒角而成为带有圆形的形状,因此能够避免测温部50a在该角部挂住并将测温部50a顺畅地导入至末端位置26d。此外,由于热应力不会集中于该角部,因此难以产生以角部作为起点的开裂。
而且,热电偶通路26为截面大致四边形的通路,其顶面与侧面的边界部(角部27a)为曲率半径为0.5mm以上的R面。因此,能够抑制陶瓷板20以顶面与侧面的边界部作为起点而产生开裂。具体而言,在将上侧板P1与下侧板P2在加热加压条件(例如1600℃以上的温度、7.0kg/cm2以上的压力这样的条件)下进行接合时,能够抑制陶瓷板20以角部27a作为起点而产生开裂。顺便提及,在将角部27a的曲率半径设为0.1mm、0.3mm时产生了开裂,但是在设为0.5mm、0.7mm、0.9mm时,没有产生开裂。
另外,本发明并不受上述实施方式的任何限定,不言而喻,只要属于本发明的技术的范围,就能够以各种方式来实施。
例如,在上述实施方式中,将两种电阻发热体22、24设为线圈形状,但是并不特别限定于线圈形状,可以为例如面状(带形状等),也可以为网眼形状。面状的电阻发热体能够通过印刷来形成。在采用面状的外周侧电阻发热体24的情况下,从晶片载置面20a观察陶瓷板20时,外周侧热电偶50的测温部50a优选配置于外周侧电阻发热体24的面中。在采用网眼状的外周侧电阻发热体24的情况下,从晶片载置面20a观察陶瓷板20时,外周侧热电偶50的测温部50a优选配置于形成网眼的线料的宽度中。
上述实施方式中,将外周侧电阻发热体24布线于外周侧区域Z2的整体,但也可以将外周侧区域Z2分成多个小区域,并针对每一个小区域来布线外周侧发热体。在该情况下,外周侧热电偶50的测温部50a配置于除了各小区域中存在的折回部彼此相对的部分以及相邻的2个小区域的折回部彼此相对的部分(小区域间)以外的位置。
上述实施方式中,在陶瓷板20中除了电阻发热体22、24以外还可以内置静电电极。这样的话,将晶片载置于晶片载置面20a之后,通过对于静电电极施加电压,从而能够将晶片静电吸附于晶片载置面20a。或者,还可以将RF电极内置于陶瓷板20。在该情况下,在晶片载置面20a的上方隔着空间来配置未图示的喷头,对于由喷头和RF电极构成的平行平板电极间供给高频电流。通过这样操作,能够产生等离子体,并利用该等离子体对于晶片实施CVD成膜,或实施蚀刻。另外,也可以将静电电极兼作RF电极。
上述实施方式中,将通路用槽27的截面设为四边形,并对两个角部27a进行了R倒角,但也可以将通路用槽27的截面设为半圆形。在该情况下,热电偶通路26的顶棚成为没有角部的形状,因此在将外周侧热电偶50的测温部50a引导至热电偶通路26的末端位置26d的过程中,测温部50a不会被热电偶通路26的顶棚挂住。
上述实施方式中,使热电偶引导件32的上下方向的长度与筒状轴40的高度基本上相同,但也可以使其比筒状轴40的高度短,也可以使其比筒状轴40的高度长。
上述实施方式中,内周侧热电偶48的测温部48a也优选配置于除了内周侧电阻发热体22的折回部分彼此相对的部分以外的位置,优选设置于内周侧电阻发热体22的线圈宽度中。
上述实施方式中,将热电偶引导件32安装于热电偶通路26的插入口26a,但也可以在将外周侧热电偶50插入至热电偶通路26时,将热电偶引导件32配置于热电偶通路26的插入口26a,并将外周侧热电偶50插入至热电偶通路26之后,除去热电偶引导件32。或者也可以不使用热电偶引导件32而将外周侧热电偶50插入至热电偶通路26。
上述实施方式中,可以将热电偶通路26设为截面为大致四边形且从插入口26a至末端位置26d为止为固定的横宽的通路。该热电偶通路26的末端面(末端位置26d中的立壁)与热电偶通路26在长度方向上延伸的侧面的边界部优选成为C面或R面以避免边缘变尖。此时的热电偶通路26的横宽优选为9mm以下。这是因为如果横宽为9mm以下,则插入外周侧热电偶50时外周侧热电偶50难以弯曲,易于在所期望的测定点(陶瓷板20中末端位置26d附近的点)配置外周侧热电偶50的测温部50a。在热电偶通路26的插入口26a插入热电偶引导件32的情况下,热电偶通路26的横宽只要比热电偶引导件32的外径大即可,但是如果宽度方向的间隙(从热电偶通路26的横宽减去热电偶引导件32的外径之后的值)过大,则由于热的损耗而测温精度降低,因此优选将宽度方向的间隙设为2mm以下。同样地,深度方向的间隙也优选为2mm以下。此外,在不使用热电偶引导件32而直接插入外周侧热电偶50的情况下,热电偶通路26的横宽只要比外周侧热电偶50的外径大即可,但是基于与前述同样的理由,优选将宽度方向的间隙(从热电偶通路26的横宽减去外周侧热电偶50的外径之后的值)设为2mm以下。同样地,深度方向的间隙也优选为2mm以下。
上述实施方式中,作为热电偶通路26,可以采用图7~图9所示的另一例的热电偶通路26。图7为设置有另一例的热电偶通路26的上侧板P1的背面图,图8为图7的A-A截面图,图9为图7的B-B截面图。俯视时,该热电偶通路26在从起点26s至末端位置26d的中途具有锥部261,将从起点26s至锥部261的一端设为宽幅部262,将从锥部261的另一端至末端位置26d设为窄幅部263。宽幅部262的宽度W和窄幅部263的宽度w优选为9mm以下。这是因为如果宽度W、w为9mm以下,则在插入外周侧热电偶50时,外周侧热电偶50难以弯曲,易于将测温部50a配置于所期望的测定点M。在热电偶通路26配置热电偶引导件32的弯曲的前端部34的情况下,宽幅部262的宽度W只要比前端部34的外径D大即可,窄幅部263的宽度w只要比外周侧热电偶50的外径d大即可,但是基于与前述同样的理由,优选将各个宽度方向的间隙(从宽幅部262的宽度W减去前端部34的外径D之后的值和从窄幅部263的宽度w减去外周侧热电偶50的外径d之后的值)设为2mm以下。同样地,深度方向的间隙也优选设为2mm以下。此时,如果前端部34与锥部261抵接,则锥部261发挥将热电偶引导件32临时固定的作用,因此更易于将外周侧热电偶50插入至窄幅部263。锥部261的锥度θ优选为2°以上5°以下,更优选为3°以上4°以下(例如3.4°)。如图9所示,热电偶通路26的底面26p(在图2中为顶面),在从起点26s至末端位置26d的中途具备倾斜状的台阶26q。底面26p中从起点26s至台阶26q为止的深度比从台阶26q至末端位置26d为止的深度深。底面26p与末端位置26d的立壁的边界为倾斜面26r。热电偶引导件32的前端部34配置于底面26p中从起点26s至台阶26q为止的部分,沿着底面26p中从台阶26q至末端位置26d为止的部分插入外周侧热电偶50。因此,能够利用热电偶引导件32将外周侧热电偶50顺畅地插入至热电偶通路26。此外,由于倾斜面26r的存在,测温部50a与底面26p的间隙变小,因此测温部50a的测温精度提高。另外,可以将热电偶通路26的底面26p设为平坦面。在不使用热电偶引导件32而将外周侧热电偶50直接插入至热电偶通路26的情况下,只要宽幅部262的宽度W和窄幅部263的宽度w都比外周侧热电偶50的外径d大即可,基于与前述同样的理由,优选将各个宽度方向的间隙(从宽幅部262的宽度W减去外周侧热电偶50的外径d之后的值和从窄幅部263的宽度w减去外周侧热电偶50的外径d之后的值)设为2mm以下。同样地,深度方向的间隙也优选设为2mm以下。
上述实施方式中,外周侧热电偶50的外径d优选为0.5mm以上2mm以下。在外径d小于0.5mm的情况下,将外周侧热电偶50插入至热电偶通路26时会弯曲,难以插入至末端位置26d。如果外径d超过2mm,则外周侧热电偶50的柔软性消失,因此难以将外周侧热电偶50插入至末端位置26d。
上述实施方式中,如图10和图11所示那样,也可以将外周侧热电偶50的测温部50a设为凸状曲面,将热电偶通路26的末端面(末端位置26d中的立壁)中与测温部50a接触的部分设为凹状曲面。这样的话,外周侧热电偶50的测温部50a与所期望的测定点M即热电偶通路26的末端面进行面接触或者以与其接近的状态进行接触,因此测温精度提高。
上述实施方式中,如图12所示那样,热电偶通路26与端子22a、22b、24a、24b的间隔G优选设为2mm以上。这样的话,能够防止热电偶通路26与端子22a、22b、24a、24b之间过窄而陶瓷板20产生开裂。
上述实施方式中,如图13所示那样,热电偶通路26的插入口26a侧的立壁26s可以从陶瓷板20的背面20b朝向热电偶通路26的内部弯曲。这样的话,即使不使用热电偶引导件32,也能够利用弯曲的立壁26s将外周侧热电偶50顺畅地插入至热电偶通路26。
上述实施方式也可以是以下的一例:
“一种陶瓷加热器,具备:
圆盘状的陶瓷板,其具有晶片载置面;
内置于上述陶瓷板的外周侧电阻发热体,其形状为从设置于上述陶瓷板的中央部的一对端子的一方伸出至上述陶瓷板的圆环状的外周侧区域,在上述外周侧区域中在多个折回部折回并布线之后,到达上述一对端子的另一方;
外周侧热电偶,其利用前端的测温部测定上述外周侧区域的温度;以及
热电偶通路,其与上述晶片载置面平行地设置在上述陶瓷板的内部,且从上述陶瓷板的中央部中在与上述晶片载置面相反侧的面开口的插入口到达上述陶瓷板的外周面之前的末端位置,
上述末端位置为配置上述外周侧热电偶的测温部的位置,
上述热电偶通路的高度从上述插入口至上述末端位置为止是固定的,
对于上述热电偶通路的宽度,从上述插入口至上述末端位置之前的第1中间位置为止为固定的宽度W1,从上述第1中间位置至比第1中间位置更深的第2中间位置为止,宽度随着锥面逐渐变窄,从上述第2中间位置至上述末端位置为止为固定的宽度W2”。
本申请以2018年12月20日申请的日本专利申请第2018-238224号作为优先权主张的基础,通过引用将其全部内容包含于本说明书中。
产业上的可利用性
本发明能够用作例如对于晶片实施处理所使用的半导体制造装置用构件。
符号的说明
10:陶瓷加热器,20:陶瓷板,20a:晶片载置面,20b:背面,20c:假想边界,22:内周侧电阻发热体,22a、22b:端子,24:外周侧电阻发热体,24a、24b:端子,24c:折回部,25:折回部彼此相对的部分,26:热电偶通路,26a:插入口,26b:第1中间位置,26c:第2中间位置,26d:末端位置,27:通路用槽,27a:角部,32:热电偶引导件,32a:引导孔,40:筒状轴,42a、42b、44a、44b:供电棒,46:支撑台,47:O型圈,48:内周侧热电偶,48a:测温部,50:外周侧热电偶,50a:测温部,P1:上侧板,P2:下侧板,Z1:内周侧区域,Z2:外周侧区域,Z21~Z24:扇区域。

Claims (11)

1.一种陶瓷加热器,其具备:
圆盘状的陶瓷板,其具有晶片载置面;
外周侧电阻发热体,其内置于所述陶瓷板,且形状为从设置于所述陶瓷板的中央部的一对端子的一方伸出至所述陶瓷板的圆环状的外周侧区域,在所述外周侧区域中在多个折回部折回并布线之后,到达所述一对端子的另一方;以及
外周侧热电偶,其利用前端的测温部测定所述外周侧区域的温度,
从所述晶片载置面观察所述陶瓷板时,所述测温部配置于所述外周侧区域中除了所述外周侧电阻发热体的所述折回部彼此相对的部分以外的位置,
所述外周侧区域通过将所述陶瓷板的中心与所述外周侧电阻发热体的多个所述折回部分别连结的线段而分割成多个扇区域,
配置所述测温部的位置设置于所述扇区域内。
2.根据权利要求1所述的陶瓷加热器,从所述晶片载置面观察所述陶瓷板时,配置所述测温部的位置设置于所述外周侧电阻发热体的宽度中。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷加热器,其具备热电偶通路,所述热电偶通路与所述晶片载置面平行地设置在所述陶瓷板的内部,且从所述陶瓷板的中央部中在与所述晶片载置面相反侧的面开口的插入口到达所述陶瓷板的外周面之前的末端位置。
4.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,
所述末端位置为配置所述外周侧热电偶的测温部的位置,
所述热电偶通路的高度从所述插入口至所述末端位置为止是固定的,
对于所述热电偶通路的宽度,从所述插入口至所述末端位置之前的第1中间位置为止为固定的宽度W1,从所述第1中间位置至比第1中间位置更深的第2中间位置为止,宽度随着锥面逐渐变窄,从所述第2中间位置至所述末端位置为止为固定的宽度W2。
5.根据权利要求4所述的陶瓷加热器,宽度W2为所述外周侧热电偶的外径d的1.2倍以上2.2倍以下。
6.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述末端位置设置于所述外周侧电阻发热体的宽度中。
7.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述热电偶通路是截面为大致四边形的通路,所述通路的顶面与侧面的边界部是曲率半径为0.5mm以上的R面。
8.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述热电偶通路的顶面在从所述插入口至所述末端位置的中途具有倾斜状的台阶,所述顶面中从所述插入口至所述台阶为止的深度比从所述台阶至所述末端位置为止的深度深。
9.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述外周侧热电偶的测温部为凸状曲面,所述热电偶通路的末端面中与所述外周侧热电偶的测温部接触的部分为凹状曲面。
10.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述热电偶通路与所述一对端子各自的间隔为2mm以上。
11.根据权利要求3所述的陶瓷加热器,所述热电偶通路的所述插入口侧的壁从所述陶瓷板中与所述晶片载置面相反侧的背面朝向所述热电偶通路的内部弯曲。
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